金属工艺学教案
《金 属 工 艺 学》
授课教案
机电学院金工教研室
上 编
第一章 铸 造
铸造：液态金属 自重或压力 铸型 冷却、凝固 铸件
铸造特点：优点：1．具有较强的适应性
性材料
材质：不限，特别是脆结构：复杂外形、内腔～壁厚：尺寸：几毫米～十几米重量：几克～几百吨m mm 12.0
2．铸件成本低
原材料：来源广、价格低、投资少、易生产
铸件：机械加工量相对较小，成本低
缺点：1．废品率较高，生产过程难以控制；
2．铸件力学性能较差， 3．砂型铸造铸件精度较差。
§1.1铸造工艺规程制定
（一）铸造性
铸造性:金属在铸造成形过程中所表现出的能力，主要取决于金属充型能力和收缩。 一、充型能力
液态金属充填铸型型腔的能力（液态金属流入型腔、液态金属准确清晰复制出型腔结构） 影响因素：
（1）金属成分（流动性）
纯金属和共晶成分金属，在恒温下结晶，充型能力好。见图2.18。
（2）温度和压力
温度越高，原子动能越大，保持液态时间越长，传给铸型热量越多，减小铸型对金属的激冷作用，充型能力强。
提高压力，改变压力场可显著改善金属的充型能力。 （3）铸型填充条件
a ． 铸型蓄热能力：铸型从金属中吸收和
储存热量的能力
铸型材料导热系数和比热越大，对液态金属激冷能力越强，金属充型能力就越差。如金属型，浇不足
b ． 铸型温度：影响液态金属冷却速度 温度高，充型能力强，金属型和熔模铸造，预热铸型
c ． 铸型排气能力：透气性↑，充型能力↑
措施：扎气孔、加木屑，远离浇口的最高部位开设气口 二、收缩
铸件凝固过程中，温度变化很大，必然会引起收缩。 后果：① 缩孔、缩松（液态→固态） ② 热应力、机械阻碍应力（固态） ③ 变形、开裂
预防措施：①控制凝固方式，有效补缩——顺序凝固，易产生缩孔处加冒口 ②加冷铁，改变局部凝固速度。 （二）铸造工艺规程制定
工艺规程包括：铸造方法、绘制铸件工艺图、选择工艺参数等。其核心内容：绘制铸件工艺图（在零件图上用各种各种工艺符号表示出铸造工艺方案的图形）。
一、选择浇注位置：浇注时铸件在铸型中所处的空间位置。 确定原则如下：
（1）铸件重要工作面或主要加工面应朝下或呈侧立状态
防止砂眼、气孔、夹渣等缺陷（缩孔） 朝下：图4.1 侧立：图4.2
（2）铸件大平面或薄壁结构应朝下或呈侧立状态
防止砂眼、气孔、夹渣及夹砂和浇不足 朝下：图4.3 侧立：图4.4
（3）浇注位置应有利于补缩、防止产生缩孔
将铸件厚大部分置于铸件的上部位置，以便安放冒
口，实现自下而上的顺序凝固，图4.2 二、确定分型面：铸型间的接触表面 确定原则如下：
（1）应能方便、顺序地取出模样或铸件
一般选在铸件地最大横截面处
（2）应尽量与浇注位置一致，并尽量满足浇注位置的要求（图4.5）
（3）分型面应避免曲折，数量应少，最好是一个且为平
面，机器造型时，分型面只能有一个（图4.6）
（4）应尽量使型腔全部或大部分置于同一个砂型内，最好使型腔或使加工面与基准面位于下型中。
（5）应使型芯数量少，并便于安放和稳定。 三、确定工艺参数
1.机械加工余量：铸造时在零件的加工表面增加的供切削加工用的余量。 图
2.18 合金成分对充型的影响 图4.1车床床身浇注位置 图4.2起重机卷筒浇注位置 图4.3大平面铸件浇注位置 图4.4薄件浇注位置 图4.5伞齿轮分型面方案
2.拔模斜度
为便于把模样（或型芯）从砂型中（或从芯盒中）取出，铸件上垂直分型面的各个侧面应具有的斜度。
拔模斜度在铸造工艺图中标出，其大小取决于立壁的高度、造型方法、模样材质和该侧面在型腔中的所处位置。通常在15′～3°，见图4.8 3.型芯及型芯头
型芯：铸件孔形和各种内腔，简化模样的外形，铸出铸件上局部妨碍拔模的凸台、凹槽等结构。按照在型腔中所处的状态，一般分为水平型芯和垂直型芯。
型芯头：浇注时不与液体金属接触，起到定位、支撑型芯及导引型芯中气体排出的作用。
§1.2铸造方法
按铸件的成形条件和制备铸型的材料不同，铸造方法可以分为：砂型铸造、熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造、低压铸造、陶瓷型铸造等。砂型铸造是普遍采用的方法，其他方法都属于特种铸造。 一、金属型铸造
用金属材料（铸铁或钢）制造铸型生产铸件的方法。亦称永久型铸造（可使用上千次）。
按分型面的状态，金属型可分为水平式、垂直式和复合式。见图4.11 金属材料导热速度快、无退让性，无透气性，耐火性比型砂差等，易产生浇不足、冷隔、裂纹及白口等缺陷。由于金属型反复受灼热金属液的冲刷，寿命会降低，应采用相应的工艺措施。
1.喷刷涂料：导热能力较强的耐火材料（氧化锌、石墨料） 作用：①隔绝液态金属与金属型型腔的直接接触，方便铸件出型。 ②避免高温液体金属直接冲刷金属型腔表面，减弱液体金属对铸型热冲击的作用，延长铸型的使用寿命。
③减缓铸件的冷却速度，防止铸件产生裂纹和白口组织等缺陷。 2.保持合适的工作温度 既对金属型要预热才能使用，预热温度为铸铁件250～350℃、有色金属件100～250℃。
预热的目的是减缓铸型对金属的激冷作用，利于金属液的充型和避免产生浇不足、裂纹或白口缺陷，减小所浇金属与铸型的温差，提高铸型的寿命。
3. 控制开型时间
浇注后开型太晚，铸型会阻碍铸件收缩而使其产生裂纹，增大取件和抽出型芯的难度，对灰口铸铁还将增厚白口层。 但开型过早也会影响铸件成形和使铸件变形过大。通常开型时间为10～60秒，大多通过实验确定合适的开型时间。 4.浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织
铸铁件壁厚应大于15mm 。铁水中的碳、硅总量应高于6%，涂料中应掺有硅铁粉，以使铸件表面的含硅量稍高而减弱白口倾向。从铸型中取出铸件后，应放入缓冷环境（如干砂坑、草灰坑或保温炉）中冷却。
金属型铸造的特点和应用：
优点：①节省造型材料、设备及工时，可“一型多铸”，便于自动化生产，生产效率高；
②金属型冷却速度快，获得铸件的组织致密，晶粒细小，力学性能好，较砂型铸件的强度提高约20%； ③铸件尺寸精度高，公差等级为IT12~IT16，表面粗糙度较低，Ra<12.5μm 。
缺点：铸型制造周期长、成本高、工艺参数要求严格，易出现大量同一缺陷的废品等缺点。
应用：主要用于熔点较低的有色金属的大批量生产铸件，如飞机、汽车、内燃机等用的铝合金活塞、汽缸体、汽缸盖、水泵壳体及铜合金轴瓦、轴套等。
黑色金属类铸件只限于形状简单的中、小型铸铁件。 二、熔模铸造（精密铸造、失蜡铸造）
采用易熔的蜡料制成模样来生产铸件的工艺方法。该法制作的铸型无分型面，从而提高了铸件的精度，故又称为“精密铸造”。生产过程中模样主要由蜡质材料来制造，经熔化从铸型中流出，故又称为“失蜡铸造”。
1.模样及铸型材料
用来制造模样的易熔材料有蜡基模料、树脂（松香）基模料、含水无机盐模料及水银模料等。目前工业生产中主要采用前两种模料制造模样。
2.工艺过程（图4.12）
（1） 蜡模制造（图4.13）
① 压型制造：压型是制造蜡模的专用模具。
高精度、大批量时采用钢、铜或铝制造。 小批量时采用低熔点合金、塑料或石膏。
②蜡模压制：将配好的模料加热成糊状后，以2～3个大气压的
用压力注入压型，待其冷却、凝固后取出。
③蜡模组装：将若干个带有内浇口的单个蜡模粘接在直浇口棒上，
形成蜡模组，以提高生产率。（2）结壳：在蜡模组上涂挂耐火材料，以制成一定强度的耐火型壳过程。①浸挂涂料：把蜡模放在由石英粉、粘结剂（水玻璃、硅酸乙酯等）组成的糊状混合物中浸泡，使涂料均匀地覆盖在模组表层，使型腔获得光洁的内表面。
②撒砂，在已浸渍涂料的蜡模组上，均匀地撒上一层石英砂。为使型
图4.11 铸造铝活塞简图 图4.8 拔模斜度
壳迅速增厚，撒砂时，第一、二层所用砂的粒度较细，后面几层所用砂的粒度较粗。
③硬化，撒砂后，为使耐火材料层结成坚固的型壳，需要进行硬化处理。
硬化后应在空气中干燥。为使型壳具有较高的强度，上述结壳过程要重复多次，以便形成5～10mm 厚的硬化耐火型壳。 （3）脱蜡：取出蜡模以形成铸型空腔。
热水法：将结壳后的蜡模浇口朝上浸泡在热水中（一般85～95℃），使其中的蜡料熔化，浮在水面； 高压蒸汽法：将型壳浇口朝下放在高压釜内，向釜内通入0.2～0.5MPa 的高压蒸汽，使蜡料熔出。 模样为树脂基时，无需脱蜡过程，而是在焙烧过程中将模样燃烧掉。 （4）焙烧
将脱蜡后的型壳送入加热炉内，加热到800～1000℃进行焙烧，以去除型壳中的水分、残余蜡料及其他杂质，还能增大型壳强度。
（5）填砂造型：将脱蜡后的型壳置于铁箱中，周围用粗砂填实以加固型壳，防止浇注时型壳变形或开裂。图4.14
（6）浇注：焙烧出炉后趁热（600～700℃）浇注，以提高铸造合金的充型能力，同时也防止浇不足、冷隔等缺陷。
（7）落砂及清理：铸件冷却凝固之后，打碎型壳，取出铸件，并用氧乙炔焰切除浇、冒口，清理毛刺。
3.熔模铸造的特点及适用范围：
（1）铸型没有分型面，型腔表面极为光洁，起模过程无振动，型腔变形很小，故铸件精度及表面质量好；
（2）铸型在预热（600～700℃）后浇注，可生产出形状复杂的薄壁件（最小壁厚可
达0.7mm ）；
（3）适用各种合金的铸造，结壳材料耐火度高，可浇注高熔点合金及难切削合金如（高锰钢、耐热合金等）； （4）生产批量不受限制，既适应成批生产，又适应单件生产；
（5）原材料价格昂贵，工艺过程复杂，生产周期长，铸件成本高，铸件尺寸、重量受限。 适用范围：（1）高熔点合金精密铸件的成批、大量生产。 （2）形状复杂、难以切削加工的小零件。 三 压力铸造（压铸）
液态金属5～150MPa(高压) 铸型 压力下结晶 铸件 0.001～0.2S （快速） 1.压铸机及压铸工艺过程
压铸机可分为热压室式和冷压室式两大类。
热室式压铸机压室与合金熔化炉成一体或压室浸入熔化的液态金属中，用顶杆或压缩空气产生压力进行压铸。热压室式压铸机压力较小，压室易被腐蚀，一般只用于铅、锌等低熔点合金的压铸，生产中应用较少。
冷室式压铸机压室和熔化金属的坩埚是分开的。压铸机结构简单，生产率高，液体金属进入型腔流程短，压力损失小，故使用较广。
冷室式卧式压铸机工艺过程,见图4.15： （1）注入金属
喷刷涂料→闭合压型→液态金属经压室上的注液孔注入压室。 （2）压铸
压射冲头向前推进，金属液压入压型中，保压、凝固 （3）取出铸件
铸件凝固后，型腔两侧型芯同时抽出→动型左移开型→铸件被冲头顶离压室→铸件被顶杆顶出动型
2.压铸的特点和适用范围
（1）精度和表面质量高于其他铸造方法，少、无切削加工。 （2）压铸件强度、硬度较高，力学性能好
（3）可压铸出形状复杂的薄壁件，镶嵌件，最小壁厚0.4mm （4）生产率很高
（5）设备投资高，铸型制造周期长
适合压铸的合金种类有限，压铸件不能采用热处理改性，不能承受冲击载荷 适用范围：大批量的有色金属铸件，缸体、齿轮、箱体、支架等 四．低压铸造
低压铸造是介于重力铸造（如砂型、金属型铸造）和压力铸造之间的一种铸造方法。液态合金在压力作用下，自下而上地充填型腔，并在压力下结晶形成铸件的工艺过程。所用压力较低，一般为0.02～0.07MPa 。
1.工艺过程
密闭的保温坩埚用于熔炼与储存金属液体，垂直的升液管使金属液与铸型朝下的浇口相通，铸型可用砂型、金属型等，其中金属型最为常用，但金属型必须预热并喷刷涂料。浇注前紧锁上半型，浇注时，先缓慢向坩埚室通入压缩空气→金属液在升液管内平稳上升，直至充满铸型→升压到所需压力（工作压力）→保压、凝固结晶→撤压，升液管和浇口中未凝固的金属液体在重力作用下流回坩埚内→由气动装置开启上型→取出铸件。见图4.17。
2.低压铸造的特点和适用范围
（1）充型时的压力和速度便于控制和调节，充型平稳，液体合金中的气体较容易排出，气孔、夹渣等缺陷较少； 图4.14 待浇注的铸型 图 4.15 冷室式压铸机
（2）低压作用下，升液管中的液态合金源源不断地补充铸型，有效防止了缩孔、缩松的出现，尤其是克服了铝合金的针孔缺陷；
（3）省掉了补缩冒口，使金属利用率提高到90～98%； （4）铸件组织致密、力学性能好；
（5）压力提高了液态合金的充型能力，有助于大型薄壁件的铸造。 适用范围：主要用于质量要求较高的铝、镁合金铸件的大批量生产，如气缸、曲轴、高速内燃机活塞、纺织机零件等。
五．离心铸造
将液态金属浇入高速旋转（250～1500r/min ）的铸型中，使金属液体在离心力作用下充填铸型，以获得铸件的铸造方法。
1基本工艺
立式：铸型绕垂直轴旋转，用于生产圆环铸件；
卧式：铸型绕水平轴旋转，用于生产管类和套类铸件。 离心铸造的铸型主要使用金属型，也可以用砂型。 2. 离心铸造的特点和适用范围
（1）铸造圆筒形铸件时，可节省型芯和浇注系统，省工省料，降低成本；
（2）铸件组织致密，极少有缩孔、缩松、气孔、夹渣等缺陷；
（3）合金充型能力得到了提高，可以浇注流动性较差的合金铸件和薄
壁铸件，如涡轮、叶轮等；
（4）便于制造双金属件，如轧辊、钢套、镶铜衬、滑动轴承等。 适用范围：铸铁管、气缸套、双金属轴承、特殊钢的无缝管坯。 六. 陶瓷型铸造
在砂型铸造和熔模铸造基础上发展形成的一种精密铸造工艺。 1.工艺过程(见图4.19) （1）砂套造型：
目的：节约昂贵的陶瓷材料及提高铸型的透气性 材料：水玻璃砂
制造过程与砂型铸造相同，只是砂套木模B 比铸件木模A 大一个陶瓷料厚度。
（2）灌浆与胶结：制造陶瓷面层
将铸件木模固定于平板上，刷上分型剂，扣上砂套。把陶瓷浆由浇口注满，几分钟后陶瓷浆开始结胶变硬，形成陶瓷面层。
陶瓷浆由刚玉粉（耐火材料）、硅酸乙脂（粘结剂）、氢氧化钙（催化剂）及双氧水（透气剂）等组成。
（3）起模与喷烧：灌浆约十几分钟后，在浆料尚有一定弹性时起出模型，然后用明火喷烧整个型腔以加速固化。
（4）焙烧与合箱：浇注前陶瓷型要加热到350～550℃焙烧几个小时，去除残留在陶瓷型中的乙醇及水分，并进一步提高铸型强度。
（5）浇注与凝固 浇注时，温度要略高，冷却凝固后获得成形好的铸件。 2. 陶瓷型铸造的特点和适用范围
（1）陶瓷材料耐高温，故可浇注高熔点合金； （2）铸件大小不受限制，几千克～数吨； （3）投资少，生产周期短
适用范围：主要用于厚大精密铸件，广泛用于铸造冲模、锻模、玻璃器皿模、压铸模等。 七.磁型铸造
1.原理：用铁丸代替型砂，依靠磁力进行紧实
2.工艺流程
（1时可自行气化燃烧掉。
（2）造型（埋箱）：把气化模埋入磁丸箱，微振紧实。
（3）激磁、浇注：将磁丸箱推入推入马蹄形电磁铁中，通电后，马蹄形电磁铁产生的磁场把磁丸磁化而相互吸引，形成铸型。这种铸型既有一定强度，又有良好的透气性。
把金属液顺浇口注入磁型型腔，高温的金属液将气化模烧掉气化，液体金属注满整个型腔。
（4）落丸：铸件冷却凝固后，切断电源，磁场力消失，磁丸自动落下，铸件自行脱出。磁丸经净化后可反复使用。 图4.18 圆筒件的离心铸造 磁丸 激磁、浇注 金属熔化 造型 气化模 落丸
铸件
3. 磁型铸造的特点和适用范围：
（1
）不用型砂，无粉尘造成的危害，造型材料可反复使用；
（
2）设备简单，占地面积小，造型、清理等操作简便；
（3）不需起模，无分型面造成的披缝，铸件精度及表面质量好。
（4）不适于厚大复杂件，烟气污染空气。
适用范围：中、小型铸钢件大批量生产。
§1.3铸件结构设计
铸件结构设计，首先要保证铸件使用要求，同时应根据铸造工艺特点，避免铸造缺陷，简化铸造工艺，降低铸造成本。
一．避免铸造缺陷的结构设计
1.铸件壁厚应合理取值
①允许最小壁厚值（表4.2）不同铸造方法，不同种类的铸造合金，充型能力有较大差异，允许的最小壁厚值也各不相
同。
②增设加强筋，减小壁厚（图4.23）
③铸件各壁冷却速度均匀相近（图4.24，表1.4.3）
2.铸件壁厚力求均匀，避免局部过厚形成热节（图4.25）
3.铸件各壁之间应均匀过渡，两个非加工表面所形成内角应设计成结构圆角。
不同壁厚联结应逐步过渡，以避免出现应力集中和裂纹。图4.26
直角结构易产生缺陷：（图4.27）
①难成形、易夹砂、金属聚集，缩孔、缩松
②应力集中，易出现裂纹
③柱状晶晶粒分界面，积聚杂质，形成薄弱环节
4.避免产生翘曲变形
和大的平面结构
①细长或平板形
结构，当断面不对称
时，会产生翘曲变
形，应设计成对称结
构（图4.28）
②大的水平平面结构，易产生弯曲变形，应增加筋条，易产生浇不足、夹砂、缺肉等缺陷，应修改结构。（图4.29）
二．简化工艺过程的合理结构
1.分型面数量应少，且平直，便于取出模型。
2.合理设计凸台，避免侧壁的局部凹陷结构。
图 4.26 接头结构图4.28 防止变形的铸件结构
图4.29 避免大水平平面的铸件结构
图4.23 采用加强筋减小壁厚
图4.24 铸件内部壁厚相对减薄
图 4.25 壁厚均匀实例
图 4.30
凸台结构设计
图4.31侧凹结构设计 3.合理确定结构斜度
结构斜度：零件设计时，垂直于分型面的非加工表面均应设计出斜度，以便于造型时拔模，确保型腔质量。结构斜度在零件图上标出，数值可较大。见图4.32，表4.5。
铸件结构应有利于型芯的固定、排气和清理（见图4.33）
型芯在铸型中不能牢固安放时，就会产生偏芯，气孔、砂眼等缺陷。
三.结合铸造方法的合理结构1.熔模铸造的铸件结构①便于从压型中取出蜡模②为便于浸挂涂料和撒砂，孔、槽不宜过小或过
深。
孔 d ＞2mm, h ＜4d 槽t ＞2mm, h ＜4t ③壁厚均匀、避免过多的分散热节。 2.金属型铸造的铸件结构
①应顺利出型，方便抽芯，确定合理分型面 ②壁厚均匀，不能过薄
③便于型芯安放和抽芯，孔径不宜过小，过深。 3.压铸件结构
①尽可能采用薄壁，均匀结构，最小壁厚可铸螺纹、孔、齿形、图案等具体尺寸应按标准选定 ②非加工表面应设计结构斜度和圆角
③发挥镶嵌件的优越性，但应确保连接牢固，使用可靠。
第二章 塑性加工
概述：
1.塑性加工的历史发展：
打铁→锻压→压力加工→塑性加工 2.塑性加工
金属材料外力 塑性变形——产品
（1）金属材料：主要加工对象，现包括非金属材料 （2）外力：多数情况下为压力，故亦称压力加工 （3）产品：原材料、毛坯、零件三大类 3.特点： （1） 节省材料：塑性变形 （2） 生产率高：几十件甚至上千件/分 （3） 产品力学性能好：强度、硬度 （4） 产品范围广：几克～上百吨
§2.1锻造成形
（一）可锻性
1.可锻性：衡量材料通过塑性加工获得优质零件难易程度的工艺性能。
2. 可锻性指标：
塑性：ψ截面收缩率；δ延伸率；αK 冲击韧性 变形抗力：在变形过程中金属抵抗工具作用的力P 图4.32 结构斜度 图4.33活塞结构实例
塑性↑，变形抗力↓，可锻性↑
3.可锻性的影响因素：
（1）金属本质（内在因素）：
①化学成分：C ％↑，塑性↓，可锻性↓，纯金属好于合金 ②金属组织：晶体结构：面心>体心>密排六方
组织状态：铸态组织↓，晶粒粗大↓，碳化物↓，纯金属及固溶体
↑
（2）加工条件（外在因素）
①变形温度：提高金属变形时的温度，是改善金属可锻性的有
效措施 变形温度T ↑，材料塑性δ↑，变形抗力P ↓，→可锻性↑
碳素结构钢，加热温度超过A 3线，组织为单一A ，固很适宜塑性加工
锻造温度范围的确定（图2.20）： 始锻温度：固相线以下200℃左右 终锻温度：A 1线以上800～750℃之间
注意事项：温度过高将产生过热、过烧、脱碳和严重氧化等缺陷，甚至
使锻件报废。
②变形速度（应变速率。
ε）单位时间内的变形程度
dt
d ε
ε＝
。
应变对时间的导数，量纲1/s
αε≤。时：。
ε↑，变形抗力↑、塑性↓，可锻性↓ αε≥。
时：↑。
ε，塑性↑、变形抗力↓，可锻性↑
原因：塑性变形引起的“热效应”。 当αε≤。
时，变形速度相对较小，当。
ε
增加时，相应
的加工硬化现象也很
显著和剧烈，使得变形抗力上升，塑性下降，导致可锻性下降。
当αε
≥。
时，变形速度整体上处于较高阶段，随着。
ε
增加，金属内部变形剧烈，晶粒间摩擦加剧，使一部分塑性变形功转化
为热能，使金属温度升高，称为热效应现象，消除了加工硬化现象，导致可锻性提高。
通常情况下的塑性加工过程，。
ε均小于a ，只有在高速锤上锻造时，才会出现αε≥。
情况。不同金属材料，其
a 值也不
同。
（3）应力状态的影响
应力状态对可锻性的影响非常复杂。有时对提高塑性有利的应力状态对降低变形抗力却不利。而变形抗力低的应力状态，其塑性又不好。
工程上常以塑性指标为主来考虑应力状态对可锻性的影响。 应力状态对塑性的影响：
受力物体压应力的数目越多，金属的塑性越好。
拉应力的数目越多，金属的塑性越差。
应力状态对变形抗力的影响：
物体受力时：同号应力状态下，变形抗力↑ 异号应力状态下，变形抗力↓ 原因：根据金属塑性变形的屈服准则： Mises 准则：σ1－σ3＝βσs Tresca 准则：σ1－σ3＝σs
当σ1σ3同号，︱σ1－σ3︱数值很小，不易达到βσs /σs 当σ1σ3异号，︱σ1－σ3︱数值较大，容易达到βσs /σs
（二） 锻造成形 一．自由锻
自由锻是利用冲击力或压力使金属在上、下两个抵铁之间产生塑性变形，从而得到所需锻件的锻造方法。 特点：（1）金属流动自由
（2）形状、尺寸精度由操作者操作技术保证 （3）生产率、产品精度较低
（4）通用性强，小到大型、巨型锻件都可以生产，特别在重型机械制造中特别重要。
自由锻设备：
（1）锻锤：空气锤 小型锻件150公斤以下 蒸汽－空气锤 小于1500公斤锻件 （2）压力机：主要是水压机，可锻造质量达500t 锻件，常用于大型和巨型锻件。
1.自由锻工序：
基本工序：使金属产生一定程度的塑性变形，以达到所需形状及尺寸的工艺过程，完0.02
0.77
1.5
2.11C%
800
912
1250
1538
液相
线
固
相
线
温度/°C
A
E
P
S
K
L L+A
A
A+F A+Fe C
3ⅡF+P P
Fe C +P
G 3Ⅱ始锻
温度
终锻温度
图2.20 碳钢的锻造温度范围
抗力
塑性
变形速度
a
变形抗力曲线
塑性变化曲线
图2.21 变形速度对塑性及变形抗力的影响
图2.22 挤压时金属应力状态 图5.1a 锻件敷料
成锻件的基本工艺过程。
辅助工序：为基本工序操作方便而进行的预先变形工序。 精整工序：为减少锻件表面缺陷而进行的工序 2.自由锻工艺规程的制定
（1）绘制锻件图：工艺规程中的核心内容。
以零件图为基础，结合自由锻工艺特点绘制而成。
①敷料：简化锻件形状，便于进行锻造而增加的一部分材料，也称为余块。图5.1a
②余量：零件的加工表面上增加供切削加工用的材料，具体数值结合生产的实际条件查表确定。图5.1b ③公差：锻件名义尺寸的允许变动量。根据锻件形状、尺寸并考虑到生产实际情况加以选取。 （2）坯料质量及尺寸计算 质量计算：料头烧损锻件坯料
G G G G ++=
式中：G 坯料—坯料质量；
G 锻件—锻件质量；
G 烧损—加热时坯料表面氧化而烧损的质量。
第一次加热时取被加热金属的2%～3%，以后各次加热取1.5%～2%；
G 料头—在锻造过程中冲掉或切掉的金属的质量。如冲孔时坯料中部的料芯，修切端部产生的料头等。
（3）选择锻造工序：根据工序特点和锻件形状
盘类件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔；
轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、切肩和锻台阶；
筒类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上拔长； 环类锻件：镦粗(或拔长及镦粗)、冲孔、在心轴上扩孔； 曲轴类锻件：拔长(或镦粗及拔长)、错移、锻台阶、扭转； 弯曲类锻件：拔长、弯曲等。 二．模锻：
在高强度金属锻模上预先制出与锻件形状一致的模膛，使坯料在模膛内受压变形的锻造方法。 模锻特点：（与自由锻相比） ①生产率较高
②锻件尺寸精确，加工余量小 ③可锻出形状复杂锻件 ④材料利用率高
模锻设备：模锻锤、模锻压力机 1.锤上模锻：
设备有蒸汽－空气锤，无砧座锤，高速锤 模锻蒸汽－空气锤原理：图5.3 与自由锻蒸汽－空气锤相比：
①模锻锤锤头与导轨间间隙比自由锻锤小，且机架与砧座相连 ②模锻锤一般均由一名工人操纵
（1）锻模结构：（图5.4）包括上、下模，模膛，分模面
预锻模膛：使坯料变形到接近锻件的形状和尺寸。在进行终锻时，金属容易充满终锻模膛。减小终锻模膛
磨损，延长寿命，无飞边槽，斜度、圆角大。
终锻模膛：使坯料最后变形到锻件所要求的形状和尺寸，模膛形状应和锻件的形状相同；锻件冷却时要
收缩，终锻模膛的尺寸应比锻件尺寸放大一个收缩量。
有飞边槽，斜度、圆角小
②制坯模膛：形状复杂的模锻件，使金属能合理分布，接近锻件形状，更容易地充满模膛 Ⅰ 拔长模膛：减少坯料某部分的横截面积，以增加该部分的长度（图5.6）
模锻件沿轴向横截面积相差较大时使用。
Ⅱ 滚压模膛：减少坯料某一部分的横截面积，以增加另一部分的横截面积 （图5.7）
Ⅲ 弯曲模膛：对于弯曲的杆类模锻件进行弯曲（图5.8a ）
Ⅳ 切断模膛：在上模与下模的角上组成一对刃口，用来切断金属（图5.8b ） （2）制定模锻工艺规程 ①绘制模锻件图
Ⅰ分模面：上下锻模在模锻件上的分界面 表示方法：a —-—-—-—a 确定原则：图5.9
ⅰ确保模锻件能从模膛中取出，应选在模锻件最大尺寸的截面上。 ⅱ上下模膛在分模面处轮廓一致，以防止发生错模 ⅲ选在能使模膛深度最浅的位置处，便于充满模膛 ⅳ应使零件上所加的敷料最少
ⅴ分模面应为一个平面，使模膛深度基本一致，差别不宜过大，便于制造锻模 ①模锻模膛
综合分析，图5.9中的d-d 面是最合理的分模面。 Ⅱ余量、公差、敷料及冲孔连皮
余量一般为1~4mm ，公差一般取在±(0.3~3) mm 之间。 当模锻件孔径d >25mm 时孔应锻出，但需留冲孔连皮。
冲孔连皮的厚度与孔径d 有关，当孔径为30~80mm 时,冲孔连皮的厚度为4~8mm 。 Ⅲ 模锻斜度
模锻件上平行于锤击方向的表面必须具有斜度，以便于从模膛中取出锻件。
对于锤上模锻，模锻斜度一般为5°~15°。模锻斜度与模膛深度和宽度有关。模膛深度与宽度的比值(h/b)越大，取的斜度值也越大。
α2＝α1＋（2°~5°）
α1外壁斜度（即当锻件冷却时锻件与模壁离开的表面） α2内壁斜度（即当锻件冷却时锻件与模壁夹紧的表面） Ⅳ 模锻圆角半径
在模锻件上所有两平面的交角处均需做成圆角 目的：增大锻件强度
便于金属流动，充满模膛
避免锻模上的内尖角处产生裂纹（应力集中）
减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。 R ＝（2~3）r
R 内圆角半径，r 外圆角半径r ＝1.5~12mm 模膛深度越深，圆角半径取值就越大。 ②确定模锻工步
主要根据模锻件的形状和尺寸来确定 Ⅰ长轴类模锻件（图5.13， 5.15）
锻件长度与宽度之比较大，锻造过程中锤击方向垂直于锻件的轴线。 常采用拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻等。 Ⅱ盘类模锻件（图5.14）
长、宽比近似为1的锻件，常选用镦粗、终锻等工步 ③修整工序
Ⅰ切边和冲孔 切去飞边和连皮
Ⅱ校正：切边之后，锻件变形，在终锻模膛及专门的校正模中进行校正
Ⅲ热处理：清除模锻件的过热组织或加工硬化组织，使模锻件具有所需的力学性能，正火或退火 Ⅳ清理：去除氧化皮、油污及其他表面缺陷（残余毛刺）酸洗、滚筒处理、喷丸处理
2.压力机上模锻
用于模锻生产的压力机有摩擦压力机、曲柄压力机、平锻压力机、模锻水压机等。
（1）摩擦压力机上模锻（螺旋压力机） Ⅰ原理：图5.18
Ⅱ吨位：机械：80000KN 常用10000KN 以下 液压：120000KN （国内） Ⅲ模锻特点：
ⅰ 滑块行程不固定，具有锤的功能。ⅱ 滑块运动速度慢，再结晶过程可以充分进行，特别适合于锻造低塑性合金钢和有色金属(如铜合金)等。
ⅲ 滑块打击速度慢，设备有顶料装置，可以使用整体式锻模，组合模具，锻件形状可以非常复杂，简化加工，省料，降低成本。ⅳ 承受偏心载荷能力差，适于单膛模锻。对于形状复杂的锻件，需要在自由锻设备或其它设备上制坯。
（2）曲柄压力机上模锻 Ⅰ原理：图5.20
Ⅱ吨位：2000～125000KN （种类、吨位规格很多） Ⅲ模锻特点：
ⅰ 行程固定，有良好的导向和顶料装置，锻件精度高。ⅱ 可采用组合模具，制造简单，更换容易，节省贵重模具材料，降低成本。ⅲ 设备有顶料装置，可用于杆类件的端部镦粗。ⅳ 滑块行程一定，只能一次成形，复杂件应采用多台设备成形，不宜进行拔长和滚压工步。Ⅴ 适于大批量生产，但设备复杂，造价高
§2.2 板料冲压成形
板料冲压：利用模具使板料产生分离或成形的加工方法。（一般板料厚度<4mm,不需加热，亦称冷冲压。8～10mm 以上时，热冲压）
特点：（1）零件形状复杂，废料少。
（2）产品精度高，互换性好
（3）产品质量小，材料消耗少，强度、刚度高 图5.18 摩擦压力机传动简图 图5.20 曲柄压力机传动简图
（4）操作简单，生产率高，成本低冲压设备：
(4)--金属工艺学课程期末考试(答案题解)
《金属工艺学》试卷A 1、填空题（共20分，每小题2分） 1. 金属材料的力学性能主要包括 强度 、 硬度 、 塑性 、 韧性 等。 2. 金属的结晶过程包括 晶核形成 和 晶核长大 。 3. 过冷奥氏体的等温转变产物有 珠光体 、 贝氏体 和 马氏体 三种类型。 4. 电阻焊按接头形式包括 点焊 、 缝焊 和 对焊 。 5. 合金的流动性差，易产生 浇不足 、 冷隔 等铸件缺陷。 6. 焊接热影响区包括 熔合区 、 过热区 、 正火区 、 部分相变区 。 7. 按照外形不同，切屑可分为 节状切屑 、 带状切屑 、 粒状切屑 、 崩碎切屑 四类。 8. 一般机械加工中，使用最多的刀具材料是 高速钢 和 硬质合金 。 9. 常用的切削液有 水溶液 、 切削油 和 乳化液 。 10. 板料冲压的基本工序可分为两大类 分离工序 和 成形工序 。 2、选择题（共20分，每小题2分） 1. 金属在疲劳试验时，试样承受的载荷为（ 4）。 (1) 静载荷 (2) 动载荷 (3) 冲击载荷 (4) 交变载荷 2. 固溶强化的根本原因是（ 3）。 (1) 晶格类型发生变化 (2) 晶粒变细 (3) 晶格发生畸变 (4) 晶格发生滑移 3. A1、Ar1、Ac1、A3之间的关系为（ 2 ）。 (1) A1>Ar1>Ac1>A3 (2) Ar1 金属工艺学电子教案（32） 【课题编号】 31—， 【课题名称】 锻件质量与成本分析，板料冲压，锻压技术发展简介，焊条电弧焊（一） 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解锻件质量与成本分析，板料冲压的特点、基本工序及应用，锻压新技术，焊接电弧。 二、能力目标 能识别锻造缺陷特征，分析其产生的主要原因。。 三、素质目标 了解锻件质量与成本分析，板料冲压的特点、基本工序及应用，锻压新技术，焊接电弧。 四、教学要求 初步了解板料冲压的特点、基本工序及应用；锻件质量与成本分析；锻压技术新发展。一般了解焊条电弧焊。 【教学重点】 板料冲压的特点、工序及应用；焊条电弧焊。 【难点分析】 板料冲压件的结构工艺性。 【分析学生】 1、具有学习的知识基础。 2、具有学习的理论基础。 3、板料冲压件结构轻巧，强度、刚度和尺寸精度较高，生产率高，、适用于大批量生产。焊条电弧焊设备简单，操作灵活方便，适合各种条件下的焊接，是单件小批量生产的常用方法。学习中要把握这些方法特点、应用特点。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法、演示法、讨论法、归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】 2学时（90分钟） 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，穿插讨论，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习旧课（10分钟） 讲评自由锻工艺设计习题课大作业批改情况。 二、导入新课 板料冲压是使板料分离或成形而得到制件的工艺方法。冲压的特点是不需要对毛坯加热，是节约能源的加工方法；生产操作简单，生产率高，易实现自动化和机械化；可以制造形状复杂零件，废料较少；冲压件结构 职业技术学院教案 授课教师：班级：授课日期：课时：2 课题： 1.3 铁碳合金相图（二） 教学目的：通过学习理解合金相图的含义，掌握铁碳合金的分类及铁碳相图在力学性能、材料选材、金属加工工艺方面的应用。 教学重点和难点：重点：合金相图与合金性能的关系。 难点:合金相图与合金性能的关系及铁碳相图在力学性能、材料选材、金属 加工工艺方面的应用。 教学方法：讲授法、分析法、举例法 授课内容： 旧课复习 什么合金相图，它与合金的性能和加工工艺有什么关系？ 新课学习 1.3 铁碳合金相图（二） 一、典型铁碳合金的冷却过程及其组织 1、铁碳合金的分类 根据铁碳合金的含碳量和室温组织的不同，把铁碳合金分为工业纯铁、钢和白口铁三类。 （1）工业纯铁碳含量Wc≤0.0218%的铁碳合金，室温组织为F。 (2)钢碳含量0.0218 金属工艺学试题 一、填空题：25% 1．在切削加工过程中，工件上会形成三个表面，它们是待加工表面、过度表面·已加工表面。 2．切削运动主要包括_主运动和进给运动两类。 3．切削用量包括________、________和_________________。 4．切削液的作用是________、________、________、和清洗作用。 5．_________________是材料抵抗变形和断裂的能力。 6．α—Fe是_________________立方晶格 7．合金在固态下，组元间仍能互相溶解而形成的均匀相称为_________________ 8．珠光体是________和________的机械混合物 9．含碳量处于0.0218%~~~2.11%的铁碳合金称为________ 10．钢的热处理工艺一般由________、________、________三个阶段组成。 11．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体________ 铁素体________ 珠光体________ 12．45钢按用途分类属于________ 13．钢的热处理一般由________、________、________三个阶段组成。 14．金属材料的性能包括___________性能、___________性能、___________性能和___________性能。15．原子规则排列的物质叫_________________，一般固态金属都属于___________。 16．固态合金的相结构可分为___________和___________两大类。 17．分别填出下列铁碳合金组织的符号。 奥氏体___________ 铁素体___________ 渗碳体___________ 珠光体___________ 18．钢的热处理一般由___________、___________、___________三个阶段组成。 19．奥氏体转变为马氏体，需要很大过冷度，其冷却速度应___________，而且必须过冷到_________________温度以下。 20．_________________是材料抵抗变形和断裂的能力。 21．_________________是材料产生变形而又不破坏的性能。 22．珠光体是___________和___________的机械混合物 23．目前常用的硬质合金是_________________和_________________。 二、选择题30% 1、在拉伸试验中，试样拉断前能承受的最大应力称为材料的（） A．屈服极限 B 抗拉强度 C 弹性极限 2、洛氏硬度C标尺所用的压头是（） A．淬硬钢球 B 金刚石圆锥体 C 硬质合金球 3、纯铁在700摄氏度时称为（） A B C 4．铁素体为（）晶格 A 面心立方 B 体心立方 C 密排元方 D 复杂的人面体 5．铁碳合金状态图上的共析线是（） A ECF线 B ACD线 C PSK线 6、从奥氏体中析出的渗碳体为（） A 一次渗碳体 B 二次渗碳体 C 芫晶渗碳体 7、在下列三种钢中，（）钢弹性最好。 A T10 B 20 C 65Mn 8、选择齿轮的材料为（） 1．影响金属充型能力的因素有：金属成分、温度和压力和铸型填充条件。 2．可锻性常用金属的塑性和变形抗力来综合衡量。 3．镶嵌件一般用压力铸造方法制造，而离心铸造方法便于浇注双金属铸件。 4．金属型铸造采用金属材料制作铸型，为保证铸件质量需要在工艺上常采取的措施包括：喷刷涂料、保持合适的工作温度、严格控制开型时间、浇注灰口铸铁件要防止产生白口组织。 5．锤上模锻的锻模模膛根据其功用不同，可分为模锻模膛、制坯模膛两大类。 6．落料件尺寸取决于凹模刃口尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模刃口（冲子）尺寸。（落料件的光面尺寸与凹模的尺寸相等的，故应该以凹模尺寸为基准，冲孔工件的光面的孔径与凸模尺寸相等，故应该以凸模尺寸为基准。）7．埋弧自动焊常用来焊接长的直线焊缝和较大直径的环形焊缝。 8．电弧燃烧非常稳定，可焊接很薄的箔材的电弧焊方法是等离子弧焊。 9．钎焊可根据钎料熔点的不同分为软钎焊和硬钎焊。 二、简答题 1．什么是结构斜度？什么是拔模斜度？二者有何区别？ 拔模斜度：铸件上垂直分型面的各个侧面应具有斜度，以便于把模样（或型芯）从型砂中（或从芯盒中）取出，并避免破坏型腔（或型芯）。此斜度称为拔模斜度。 结构斜度：凡垂直分型面的非加工表面都应设计出斜度，以利于造型时拔模，并确保型腔质量。 结构斜度是在零件图上非加工表面设计的斜度，一般斜度值比较大。 拔模斜度是在铸造工艺图上方便起模，在垂直分型面的各个侧面设计的工艺斜度，一般斜度比较小。有结构斜度的表面，不加工艺斜度。 2．下面铸件有几种分型面？分别在图上标出。大批量生产时应选哪一种？为什么？ 分模两箱造型，分型面只有一个，生产效率高； 型芯呈水平状态，便于安放且稳定。 3．说明模锻件为什么要有斜度和圆角？ 斜度：便于从模膛中取出锻件； 圆角：增大锻件强度，使锻造时金属易于充满模膛，避免锻模上的内尖角处产生裂纹，减缓锻模外尖角处的磨损，从而提高锻模的使用寿命。 4．比较落料和拉深工序的凸凹模结构及间隙有什么不同？ 落料的凸凹模有刃口，拉深凸凹模为圆角； 金属工艺学电子教案 【课题编号】 13------2 【课题名称】 砂型铸造 【教材版本】 郁兆昌主编．中等职业教育国家规划教材—金属工艺学（工程技术类）．第2版．北京：高等教育出版社，2006 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解砂型铸造的几个概念。 二、能力目标 了解手工造型的几种方法。 三、教学要求 基本掌握手工造型的几种方法的操作。 【教学重点】 掌握手工造型的几种方法的操作。。 【难点分析】。手工造型的几种方法的操作 。 【教学设计思路】 教学方法：讲练法、演示法、归纳法。 【教学资源】 1．郁兆昌，潘展，高楷模研编制作．金属工艺学网络课程．北京：高等教育出版社，2005 2．郁兆昌主编．金属工艺学教学参考书（附助学光盘）．北京：高等教育出版社，2005 【教学安排】 45分钟 教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插练习与设问，最后进行归纳。 【教学过程】 一、复习 ?1什么是模样？什么是芯盒？ ?2型砂的组成有哪些？种类有哪些？ ?3造型材料的强度指什么？ 二、导入新课 手工造型是砂型铸造的常用方法，本节讲叙手工造型的几种方法。 三、新课教学 1定义 ?1造型是指用型砂、模样、砂箱等工艺装备制造砂型的过程。 2 制芯是将芯砂制成符合芯盒形状的砂芯的过程。 手工造型 手工造型是全部用手工或手动工具完成的造型工序。 造型使用的基本材料和工具见下图 常用的手工造型方法有： 1、整体模造型 如左图所示，它的特点是模样为一整体，分型面为一平面，型腔在同一砂箱中，不会产生错型缺陷，操作简单 请看连杆的整体模造型过程录相，它主要用于最大截面在端部且为一平面的铸件， 应用较广。 2、分块模造型 如左图所示，它的特点是模样在最大截面处分开， 型腔位于上、下型中，操作较简单 请看支承台的分块模造型过程录相,它主要用于 金属工艺学课后答案 1、什么是应力？什么是应变？ 答：试样单位截面上的拉力，称为应力，用符号ζ表示，单位是MPa。 试样单位长度上的伸长量，称为应变，用符号ε表示。 2、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？ 答：b 点发生缩颈现象。若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑性变形，而是没有产生明显的塑性变形。 3、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？ 答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。 4、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。下列情况应采用哪种硬 度法测定其硬度？ 答：布氏硬度法：（1）优点：压痕面积大，硬度值比较稳定，故测试数据重复性好，准确度 较洛氏硬度法高。（2）缺点：测试费时，且压痕较大，不适于成品检验。 （3）应用：硬度值HB 小于450 的毛坯材料。 洛氏硬度法：（1）优点：设备简单，测试简单、迅速，并不损坏被测零件。 （2）缺点：测得的硬度值重复性较差，对组织偏析材料尤为明显。 （3）应用：一般淬火件，调质件。 库存钢材——布氏硬度锻件——布氏硬度 硬质合金刀头——洛氏硬度台虎钳钳口——洛氏硬度。 5、下列符号所表示的力学性能指标的名称、含义和单位是什么？ ζ：强度，表示材料在外加拉应力的作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，单位MPa。 ζs：屈服强度，指金属材料开始发生明显塑性变形时的应力，单位MPa。 ζb：抗拉强度，指金属材料在拉断前可能承受的最大应力，单位MPa。 ζ0.2：屈服强度，试样在产生0.2%塑性变形时的应力，单位MPa。 ζ-1：疲劳强度，表示金属材料在无数次的循环载荷作用下不致引起断裂的最大应力，单位MPa。 δ：伸长率，试样产生塑性变形而发生破坏是的最大伸长量。 αk：冲击韧性，金属材料在一次性、大能量冲击下，发生断裂，断口处面积所承受的冲击功，单位是J/cm2 HRC：洛氏硬度，无单位。 HBS：布氏硬度，无单位。表示金属材料在受外加压力作用下，抵抗局部塑性变形的能力。HBW：布氏硬度，无单位。 1、金属的晶粒粗细对其力学性能有什么影响？ 答：晶粒越细小，ζb、HB、αk 越高；晶粒越粗，ζb、HB,、αk,、δ下降。 2、什么是同素异晶转变？试画出纯铁的冷却曲线，并指出室温和1100℃时的纯铁晶格有什 么不同？ 答：随温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象，称为同素异 综合练习三 一、填空 1.碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体称为。 2.当钢中碳的质量分数大于时，二次渗碳体沿晶界析出严重，使钢的脆 性。 3.在生产中使用最多的刀具材料是和，而用于一些手工或切削速度较低的刀具材料是。 4.马氏体的塑性和韧性与其碳的质量分数有关，状马氏体有良好的塑性和韧性。 5.生产中把淬火加的热处理工艺称为调质，调质后的组织 为。 6.合金工具钢与碳素工具钢相比，具有淬透性好，变形小，高等优点。 7.合金渗碳钢的碳的质量分数属碳围，可保证钢的心部具有良好 的。 8.气焊中焊接火焰有三种形式，即_________ 、___________ 和_________。 9、晶体的缺陷主要有_______、_______、__________。 10．模锻模膛分为和。 二、判断题（在题号前作记号“√”或“×”） （）1.珠光体、索氏体、托氏体都是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 （）2.用65钢制成的沙发弹簧，使用不久就失去弹性，是因为没有进行淬火、高温回火。 （）3. 淬透性好的钢淬火后硬度一定高，淬硬性高的钢淬透性一定好。 （）4.由于T13钢中的碳的质量分数比T8钢高，故前者的强度比后者高。 （）5.60Si2Mn的淬硬性与60钢相同，故两者的淬透性也相同。 （）6.硫、磷是碳钢中的有害杂质，前者使钢产生“热脆”，后者使钢产生“冷脆”，所以两者的含量在钢中应严格控制。 （）7．炼铁和炼钢的实质都是还原的过程。 （）8．炼钢的主要原料是生铁和废钢。 （）9．金属材料的断面伸长率和断面收缩率数值越大，表示材料的塑性越好。 （）10．固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。 （）11．如果用三爪自定心卡盘一次装夹不能同时精加工有位置精度要求的轴类零件各表面，可采用顶尖装夹。 （）12．淬火一般安排在粗加工之后、半精加工之前。 三、选择题 1.粗车锻造钢坯应采用的刀具材料是（） A、YG3 B、YG8 C、YT15 D、YT30 2.下列钢号中，（）是合金渗碳钢，（）是合金调质钢。 A、20 B、65Mn C、20CrMnTi D、45 E、40Cr 3.在下列四种钢中（）钢的弹性最好，（）钢的硬度最高，（）钢的塑性最好。 A、T12 B、T8 C、20 D、65Mn 4.选择下列工具材料. 板牙（），铣刀（），冷冲模（），车床主轴（），医疗手术刀（）。 A、W18Cr4V B、Cr12 C、9SiCr D、40Cr E、4Cr13 铸造：铸造是一种将液态金属（一般为合金）缴入铸型型腔、冷却凝固后获得毛胚火零件（通称为铸件）的成形工艺。 铸造应力：铸件收缩应力、热应力和相变应力的矢量和。 熔模铸造：也称失蜡铸造，因为熔模铸件具有较高的尺寸精度和较好的表面质量又称为精密铸造。 铸造偏析在铸件凝固后，其截面上的不同部位，以至晶粒内部，产生化学成分的不均匀现象，称为铸造偏析。 剪切工序：使板料沿不封闭轮廓线分离的工序。 砂型铸造：用型砂紧实成铸型并用重力浇注的铸造方法。 金属型铸造：用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型获得铸件的方法。压力铸造：熔融金属在高压下高速充型，并在压力下凝固的铸造方法。离心铸造：熔融金属浇入绕水平、倾斜或垂直轴旋转的铸型，在离心力作用下，凝固成形的铸件轴线与旋转铸型轴线重合的铸造方法。铸件多是简单的圆筒形，不用芯子形成圆筒内孔。 锻造：锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。 冲压：板料的冲压成形是利用冲模使板料产生分离或变形的成形工艺。焊接：通过加热和(或)加压，使工件达到原子结合且不可拆卸连接的一种加工方法。包括熔焊、压焊、钎焊等。 收缩性：合金在浇注，凝固直至冷却到室温的过程中体积或尺寸减缩的现象。 流动性：合金的流动性是指合金本身在液态下的流动能力。 定向凝固：利用合金凝固时晶粒沿热流相反方向生长的原理，控制热流方向，使铸件沿规定方向结晶的铸造技术。 同时凝固：是指采取一定的工艺措施，尽量减小铸件各部分之间的温度差，使铸件的各部分几乎同时进行凝固。 落料：利用冲裁取得一定外形的制件或坯料的冲压方法。 轧制：金属(或非金属)材料在旋转轧辊的压力作用下，产生连续塑性变形，获得要求的截面形状并改变其性能的方法。 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。 冲孔：把坯料内的材料以封闭的轮廓和坯料分离开来，得到带孔制件的冲压方法。 模锻：利用模具使毛坯变形而获得锻件的锻造方法。 自由锻造：自由锻造是利用冲击力或压力使金属在上下砧面间各个方向自由变形，不受任何限制而获得所需形状及尺寸和一定机械性能的锻件的一种加工方法，简称自由锻。 飞边（槽）：锤上模锻锻模上的组成部分，用以增加金属从模膛中流出的阻力，促使金属充满模膛，同时容纳多余的金属。 冲孔连皮：在模锻当中，模锻件上的通孔，不能直接锻出，只能锻成盲孔，中间留有一定厚度的金属层δ，称为冲孔连皮。 压力焊：利用焊接时施加一定压力而完成焊接的方法。 熔化焊：焊接过程中，将焊接接头在高温等的作用下至熔化状态。 可焊性：材料在规定的施焊条件下，焊接成设计要求所规定的构件并满足预定服役要求的能力。 可锻性：材料在锻造过程中经受塑性变形不开裂的能力。 热焊法是将铸件整体或局部缓慢预热到600~700℃，焊接中保持400℃以上，焊后缓慢冷却。 冷焊法是焊补前不对铸件预热或在低于400℃的温度下预热的焊补方法。 拉深：变形区在一拉一压的应力状态作用下，使板料(浅的空心坯)成形为空心件(深的空心件)而厚度基本不变的加工方法。 弯曲：采用一定的工模具将毛坯弯成所规定的外形的锻造工序。 成形：使用某种工艺手段，将坯料或工件制成具有预定形状和尺寸的工艺过程。 压力焊：是通过对焊接区域施加一定的压力来实现焊接的方法。 埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧并进行焊接的电弧焊方法。 氩弧焊是采用惰性气体——氩气作为保护气体的气体保护焊方法。电渣焊是利用电流通过液体熔渣所生产的电阻热进行焊接的方法 电阻焊是将焊件组装后通过电极施加压力，利用电流通过接头的接触面及邻近区域 所产生的电阻热进行焊接的方法。 摩擦焊是利用焊件表面相互摩擦所产生的热，使端面达到热塑性状态，然后迅速顶压，完成焊接的一种压焊方法。 熔焊是一种将焊件接头部位加热至熔化状态，不加压力完成焊接过程的方法。 压焊是在焊接过程中必须对焊件施加压力（加热或不加热）以完成焊接的方法。 钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。 咬边：在焊缝与母材的交接处产生的沟槽和凹陷。 缩孔：液态金属凝固过程中由于体积收缩所形成的孔洞。 缩松：缩松是指铸件最后凝固的区域没有得到液态金属或合金的补缩形成分散和细小的缩孔。 分型面：铸型组元间的接合面。 分模面：分开磨具取出产品和教主系统凝料的课分离的接触表面。 连续模：连续模，指的是压力机在一次冲压行程中，采用带状冲压原材料，在一副模具上用几个不同的工位同时完成多道冲压工序的冷冲压冲模，模具每冲压完成一次，料带定距移动一次，至产品完成。 复合模：在压力机的一次行程中，在模具的同一部位上，同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。 简单模：指在曲柄压力机的一次行程中完成一个过程的冲模。 起模斜度：为使模样（或型芯）易于从砂型（或芯盒）中取出，凡垂直与分型面的侧壁，制造模样时必须作出一定的倾斜度，称为起模斜度 《金属工艺学》期末总复习题及答案 一、单项选择： 1、测定淬火钢件的硬度，一般常选用（B）来测试。 A、布氏硬度计； B、洛氏硬度计； C、维氏硬度计。 2、材料抵抗变形或断裂的能力称为（A）。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 3、奥氏体为（B）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 4、金属的（C）越好，则其锻造性能越好。 A、强度； B、硬度； C、塑性； D、韧性； E、疲劳强度。 5、铁碳合金相图上ES线，用代号（B）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 6、T10A牌号中，10表示其平均碳的质量分数为（B）。 A、0.10％； B、1.0％； C、10％。 7、在下列三种钢中，（C）钢的弹性最好。 A、T10A； B、20 ； C、65 。 8、过共析钢的淬火加热温度应选择在（A）。 A、Ac1＋10～20℃； B、Accm以上； C、Ac3＋30～50℃。 9、选择制造下列零件的材料：冷冲压件（A）；齿轮（C）；小弹簧（B）。 A、08F； B、70； C、45。 10、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9Mn； B、T10A； C、T12 。 11、调质处理就是（C）。 A、淬火＋低温回火； B、淬火＋中温回火； C、淬火＋高温回火。 12、化学热处理与其它热处理方法的基本区别是（C）。 A、加热温度； B、组织变化； C、改变表面化学成分。 13、零件渗碳后，一般需经（A）处理才能达到表面高硬度和耐磨的目的。 A、淬火＋低温回火； B、正火； C、调质。 14、将相应的牌号填入空格内：普通黄铜（A）；特殊黄铜（D）； 锡青铜（B）；硅青铜（C）。 A、H70； B、QSn4-1； C、QSi 3-1； D、HAl 77-2。 15、拉伸试验时，试样拉断前能承受的最大标称应力称为材料的（B）。 A、屈服点； B、抗拉强度； C、弹性极限。 16、作疲劳试验时，试样承受的载荷为（C）。 A、静载荷； B、冲击载荷； C、循环载荷。 17、铁素体为（A）晶格。 A、体心立方； B、面心立方； C、密排六方。 18、铁碳合金相图上GS线，用代号（C）表示。 A、A1 ； B、Acm ； C、A3 。 19、铁碳合金相图上的共析线是（C），共晶线是（A）。 A、ECF线； B、ACD线； C、PSK线。 20、08F牌号中，08表示其平均碳的质量分数为（A）。 A、0.08％； B、0.8％； C、8％。 21、选择制造下列工具所用的材料：锉刀（C）；手工锯条（B）。 A、T9A ； B、T10 ； C、T12 。 22、将下列合金钢牌号归类：耐磨钢（B）；合金弹簧钢（A）； 广西大学金属工艺学 复习重点 铸造 1金属工艺学是一门传授有关制造金属零件工艺方法的综合性技术基础课。是2铸造到今天为止仍然是毛坯生产的主要方法。是 3铸造生产中，最基本的工艺方法是离心铸造。否 4影响合金的流动性因素很多，但以化学成分的影响最为显著。是 5浇注温度过高，容易产生缩孔。是 6为防止热应力，冷铁应放在铸件薄壁处。否 7时效处理是为了消除铸件产生的微小缩松。否 8浇注温度越高，形成的缩孔体积就越大。是 9热应力使铸件薄壁处受压缩。是 10铸造中，手工造型可以做到三箱甚至四箱造型。是 二、单选题 1液态合金的流动性是以（ 1）长度来衡量的． ①. 螺旋形试样②. 塔形试样 ③. 条形试样④. 梯形试样 2响合金的流动性的最显著的因素是（2 ） ①. 浇注温度②. 合金本身的化学成分 ③. 充型压力④. 铸型温度 3机器造型（ 1） ①. 只能用两箱造型②. 只能用三箱造型 ③. 可以用两箱造型，也可以用三箱造型④. 可以多箱造型 4铸件的凝固方式有（ 1） ①. 逐层凝固，糊状凝固，中间凝固②. 逐层凝固，分层凝固，中间凝固③. 糊状凝固，滞留凝固，分层凝固④. 过冷凝固，滞留凝固，过热凝固5缩孔通常是在（4） ①. 铸件的下部②. 铸件的中部 ③. 铸件的表面④. 铸件的上部 6（3 ）不是铸造缺陷 ①. 缩松②. 冷裂 ③. 糊状凝固④. 浇不足 7浇注车床床身时，导轨面应该（1） ①. 放在下面②. 放在上面 ③. 放在侧面④. 可随意放置 8三箱造型比两箱造型更容易（2 ） ①. 产生缩孔和缩松②. 产生错箱和铸件长度尺寸的不精确 ③. 产生浇不足和冷隔④. 产生热应力和变形 9关于铸造，正确的说法是（ 2） ①. 能加工出所有的机械零件②. 能制造出内腔形状复杂的零件 ③. 只能用铁水加工零件④. 砂型铸造可加工出很薄的零件 10关于热应力，正确的说法是（3 ） ①. 铸件浇注温度越高，热应力越大②. 合金的收缩率越小，热应力越大 第一章金属材料基础知识 一、填空题 1．金属材料一般可分为钢铁材料和非铁金属两类。 2. 钢铁材料是铁和碳的合金。 3．钢铁材料按其碳的质量分数w（C）(含碳量)进行分类，可分为工业纯铁；钢和白口铸铁或（生铁）。 4．生铁是由铁矿石原料经高炉冶炼而得的。高炉生铁一般分为炼钢生铁和铸造生铁两种。 5．现代炼钢方法主要有氧气转炉炼钢法和电弧炉炼钢法。 6．根据钢液的脱氧程度不同，可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 7．机械产品的制造一般分为设计、制造与使用三个阶段。 8．钢锭经过轧制最终会形成板材、管材、型材、线材和其他材料等产品。 9．金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。 10．使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能。 11．洛氏硬度按选用的总试验力及压头类型的不同，常用的标尺有A、B和C。 12．500HBW5/750表示用直径为5 mm的压头，压头材质为硬质合金，在750 kgf( 7.355 kN)压力下，保持10～15秒，测得的布氏硬度值为500。 13．填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs、洛氏硬度A标尺HRC、断后伸长率δ5或δ10、断面收缩率ψ、对称弯曲疲劳强度σ-1。 14．吸收能量的符号是K，其单位为J。 15．金属疲劳断裂的断口由裂纹源、裂纹扩展区和最后断裂区组成。 16．铁和铜的密度较大，称为重金属；铝的密度较小，则称为轻金属。 17．根据金属材料在磁场中受到磁化程度的不同，金属材料可分为：铁磁性材料和非铁磁性材料。 18．金属的化学性能包括耐蚀性、抗氧化性和化学稳定性等。 19．工艺性能包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能及切削加工性能等。 20．晶体与非晶体的根本区别在于组成微粒（原子、离子或分子）呈规则排列。 21．金属晶格的基本类型有体心立方晶格、面心立方晶格与密排立方晶格三种。 金属工艺 第二章名词解释 1.疲劳断裂：在变动载荷的作用下，零件经过较长时间工作或多次应力循环后所发生的突然断裂现象。 2.拉伸曲线：拉伸过程中载荷（F）与试样的伸长量（△L)之间的关系，过程；弹性变形，塑性变形和断裂。☆P5 第三章名词解释 1.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差。（△T=Tm-Tn) 第四章名词解释 铁碳合金相图☆P33——41 第五章名词解释 1.退火：将工件加热到临界点以上或在临界点以下某一温度保温一定时间后，以缓慢的冷却速度（一般随炉冷却）进行冷却的热处理工艺。 2.正火：将钢件加热到Ac 3或Ac cm 以上30——50℃，保温适当的时间后，从炉中 取出在空气中冷却的热处理工艺。 3.淬火：将工件加热到Ac 3或Ac 1 以上30——50℃奥氏体化后，保温一定的时间， 然后以大于临界冷却速度冷却（一般为油冷或水冷），获得马氏体或（和）贝氏体组织的热处理工艺。 4.回火：工件淬硬后，重新加热到A 1 以下的某一温度，保温一段时间，然后冷却到室温的热处理工艺。 5.C曲线（过冷奥氏体等温转变曲线）：表示过冷奥氏体等温转变的温度，转变时间与转变产物及转变量（转变开始及终了）的关系曲线图。☆P47——48 第六章名词解释 1.冷脆：杂质元素（磷）使钢的塑性和韧性显著下降，并且温度愈低脆性愈严重。 2.热脆：当钢在热变形加工时，共晶体首先熔化，使钢的强度，韧性下降而产生脆性开裂。 3.孕育铸铁：经过孕育处理的灰铸铁☆P93 第十章名词解释 1.铸造：将熔融金属浇铸，压射或吸入铸型型腔中，待其凝固后而得到一定形状和性能的铸件。 2.浇注系统（浇道）：为了使熔融金属溶液顺利填充型腔和冒口而开设于铸型中的一系列通道。 第十一章名词解释 1.冷变形强化（加工硬化）：金属材料在冷塑性变形时，随着变形程度的增加，金属材料的强度和硬度提高，但塑性和韧性下降。 第十二章名词解释 1.手工电弧焊：用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊方法。 ☆各种金属焊接性能的比较P209——214. 第二章填空题 1.金属塑性的指标主要有断后伸长率和断面收缩率两种。 2.洛氏硬度的标尺有HRA,HRB,HRC三种。 3.常用测定硬度的方法有布氏硬度测试法，洛氏硬度测试法和维氏硬度测试法。 第一篇金属材料材料导论 第一章金属材料的主要性能 第一节金属材料的力学性能 力学性能的定义：材料在外力作用下，表现出的性能。 一、强度与塑性 概念：应力；应变 拉伸实验 F（ k· F ?L（mm） ?L e 1.强度： 定义：塑性变形、断裂的能力。 衡量指标：屈服强度、抗拉强度。 （1）屈服点： 定义：发生屈服现象时的应力。 公式：σs＝F s/A o（MPa） （2）抗拉强度： 定义：最大应力值。 公式：σb＝F b/A o 2.塑性： 定义：发生塑性变形，不破坏的能力。 衡量指标：伸长率、断面收缩率。 （1）伸长率： 定义： 公式：δ＝（L1－L0）/L0×100％ （2）断面收缩率： 定义： 公式：Ψ＝（A0－A1）/A0×100％ 总结：δ、Ψ越大，塑性越好，越易变形但不会断裂。 二、硬度 硬度： 定义：抵抗更硬物体压入的能力。 衡量：布氏硬度、洛氏硬度等。 1.布氏硬度：HB （1）应用范围：铸铁、有色金属、非金属材料。 （2）优缺点：精确、方便、材料限制、非成品检验和薄片。 2.洛氏硬度：HRC用的最多 一定锥形的金刚石（淬火钢球），在规定载荷和时间后，测出的压痕深度差即硬度的大小（表盘表示）。 （1）应用范围：钢及合金钢。 （2）优缺点：测成品、薄的工件，无材料限制，但不精确。 总结：数值越大，硬度越高。 第二章铁碳合金 第一节纯铁的晶体结构及其同素异晶转变 一、金属的结晶 结晶：液态金属凝结成固态金属的现象。 实际结晶温度－金属以实际冷却速度冷却结晶得到的结晶温度Tn。一、金属结晶的过冷现象： 金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，Tn 判断题 1、自由锻是锻造大件的唯一加工方法。（√） 2、在正确控制化学成分的前提下，退火是生产可锻铸铁件的关键，球化处理和 孕育处理是制造球墨铸铁件的关键。（√） 3、工程材料包括金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料四大类。（√） 4、由于石墨的存在，可以把铸铁看成是分布有空洞和裂纹的钢（√） 5、熔化焊的本质是小熔池熔炼与铸造，是金属熔化与结晶的过程。（√） 6、直流正接：焊件接正极，焊条接负极（厚板、酸性焊条）。（√） 7、电阻点焊是用圆柱电极压紧工件，通电、保压获得焊点的电阻焊方法。（√） 8、铜的电阻极小，不适于电阻焊接。（√） 9、反复弯折铁丝，铁丝会越来越硬，最后会断裂。（√） 10、冲裁变形过程可以分为：(1)弹性变形阶段；(2)塑性变形阶段；(3)断裂分 离阶段（√） 11、板料弯曲时应尽可能使弯曲线与坯料纤维方向平行。（×） 12、落料时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大的尺寸。（×） 13、粗基准是指粗加工时所使用的基准，精基准是指精加工时所使用的基准。（×） 14、高速钢虽然它的韧性比硬质合金高,但并不是现代高速切削的刀具材料。（√） 15、在一个工序中只可以有一次安装。（×） 16、刃倾角是主切削刃与基面间的夹角，有正、负。（√） 17、逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较大，且影响已加工表面质量。（√） 18、零件在加工、和装配中，所依据的点、线或面称为工艺基准。（√） 19、合金收缩经历三个阶段。液态收缩是铸件产生内应力、变形和裂纹的主要原因。（×） 20、焊接接头中的融合区和过热区是两个机械性较差的区。（√） 21、氩气为惰性气体，高温下不溶入液态金属，也不与金属发生化学反应，因此，氩气是一种理想的保护气体。（√） 22、拉深系数越大，变形程度越大；所以后续的拉深系数比前面的拉深系数小。（×） 23、冷热变形是以回复温度为界的。（×） 24、拉伸件中最危险的部位是直壁与底部的过渡圆角处，当拉应力超过材料的强度极限时，此处将被“拉裂”。（√） 25、不完全定位的定位方式是不合理的。（×） 26、主运动是指在切削加工中形成机床切削速度或消耗主要动力的工作运动。（√） 27、粗加工时对已加工表面质量要求不高，可利用积屑瘤减小切削力，保户刀具。（√） 28、磨孔主要用于不宜或无法进行镗削，铰削或拉削的高精度及淬硬孔的精加工。（√） 29、ＹG类硬质合金适于加工铸铁、青铜等脆性材料。（√） 30、车刀的刃倾角是在正交平面中度量的。（×） 31、设计焊接结构时，为了减少焊接缝数量和简化焊接工艺，应尽可能多地采用工字钢、槽钢和钢管等成型钢材。（√） 32、孕育铸铁的性能比普通铸铁的灰口铸铁差。（×） 33、要提高冲裁件的质量，就要增大光面的宽度，缩小塌角和毛刺高度，并减少冲裁件翘曲。（√） 34、熔合区成分不均，组织为粗大的过热组织或淬硬组织，是焊接接头中的最差的部位。（√） 35、焊后进行消除应力的退火可消除残余应力。（√） 36、落料是被分离的部分为成品，而周边是废料；冲孔是被分离的部分为废料，而周边是成品。（√） 金属工艺学期末考试卷 （适用数控、模具、汽修专业） 一、填空题（共15分，每空格0.5分） 1机械零件常用毛坯种有、、 、、等。 2 焊接方法按焊接过程特点可为、、。 3 整个焊接接头由：、、组成。 4 一个零件完整的工艺过程由、、、 、组成。 5 焊接性能较好的金属材料是和。 6 机械零件材料选择的一般原为、、。 7 零件失效的主要类型有、、、 。 8 造成定位误差的主要原因是和不重合。 9 在焊接长直水平焊缝和大直径环缝应选用焊，仅在立焊位置焊构件应选用焊，焊接易氧化的铝件时多用焊。 二 单选题（每题1.5分，共15分） 1 焊接时在被焊工件的结合处产生（）使分离的工件连为一体。 A 机械力 B 原子间结合力 C 粘接力 D A、B和C 2 工件焊接后应进行（） A 重结晶退火 B 去应力退火 C 再结晶退火 D 扩散退火 3 根据加工要求，不需要限制六个自由度的定位方案称为（） A 过定位 B 欠定位 C 完全定位 D 不完全定位 4 零件加工时精基准一般为（） A 工件毛坯面 B 工件的已加工表面 C 工件待加工表面 5 在机械加工中直接改变工件的形状、尺寸和表面质量使之成为所需零件的过程称（） A 生产过程 B 工艺过程 C 工艺规程 D 机械加工工艺过程 6 对于重要结构，承受冲击载荷或在低温下工作的结构焊接时应选用碱性焊条，原因是（） A 焊缝金属含氢量低 B 焊缝金属韧性好 C 焊缝金属抗裂性强 D A、B和C 7 按基准的不同作用分为设计基准和（）两类 A 工艺基准 B 定位基准 C 测量基准 D 装配基准 8 在进行机械加工时，必须使工件在机床或夹具中占据一个正确位置，这是（） A 夹紧 B 装夹 C 压紧 D 定位 9 （）是工艺过程的基本组成部分 A 工序 B 工步 C 复合工步 D 工位 10 焊接时各类残渣的量多没有足够的时间浮出熔池表面就会产生（） A 气孔 B 裂纹 C未焊透 D 夹渣 金属工艺学电子教案综 合练习三 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08] 综合练习三 一、填空 1.碳溶入α-Fe中形成的间隙固溶体称为。 2.当钢中碳的质量分数大于时，二次渗碳体沿晶界析出严重，使钢的脆性。 3.在生产中使用最多的刀具材料是和，而用于一些手工或切削速度较低的刀具材料是。 4.马氏体的塑性和韧性与其碳的质量分数有关，状马氏体有良好的塑性和韧性。 5.生产中把淬火加的热处理工艺称为调质，调质后的组织为。 6.合金工具钢与碳素工具钢相比，具有淬透性好，变形小，高等优点。 7.合金渗碳钢的碳的质量分数属碳范围，可保证钢的心部具有良好的。 8.气焊中焊接火焰有三种形式，即_________ 、___________ 和_________。 9、晶体的缺陷主要有_______、_______、__________。 10．模锻模膛分为和。 二、判断题（在题号前作记号“√”或“×”） （）1.珠光体、索氏体、托氏体都是由铁素体和渗碳体组成的机械混合物。 （）2.用65钢制成的沙发弹簧，使用不久就失去弹性，是因为没有进行淬火、高温回火。 （）3. 淬透性好的钢淬火后硬度一定高，淬硬性高的钢淬透性一定好。 （）4.由于T13钢中的碳的质量分数比T8钢高，故前者的强度比后者高。 （）的淬硬性与60钢相同，故两者的淬透性也相同。 （）6.硫、磷是碳钢中的有害杂质，前者使钢产生“热脆”，后者使钢产生“冷脆”，所以两者的含量在钢中应严格控制。 （）7．炼铁和炼钢的实质都是还原的过程。 （）8．炼钢的主要原料是生铁和废钢。 （）9．金属材料的断面伸长率和断面收缩率数值越大，表示材料的塑性越好。 （）10．固溶体的晶格类型与溶剂的晶格类型相同。 （）11．如果用三爪自定心卡盘一次装夹不能同时精加工有位置精度要求的轴类零件各表面，可采用顶尖装夹。（）12．淬火一般安排在粗加工之后、半精加工之前。 三、选择题 1.粗车锻造钢坯应采用的刀具材料是（） A、YG3 B、YG8 C、YT15 D、YT30 2.下列钢号中，（）是合金渗碳钢，（）是合金调质钢。 A、20 B、65Mn C、20CrMnTi D、45 E、40Cr 3.在下列四种钢中（）钢的弹性最好，（）钢的硬度最高，（）钢的塑性最好。 A、T12 B、T8 C、20 D、65Mn 4.选择下列工具材料. 板牙（），铣刀（），冷冲模（），车床主轴（），医疗手术刀（）。 A、W18Cr4V B、Cr12 C、9SiCr D、40Cr E、4Cr13 5.为了获得使用要求的力学性能，T10钢制手工锯条采用（）处理。 A、调质 B、正火 C、淬火+低温回火 D、完全退火 6、属于材料物理性能的是（）。 A、强度 B、硬度 C、热膨胀性 D、耐腐蚀性 7、完全退火（）。 A、不能用于亚共析钢 B、不能用于过亚共析钢 C、二者皆可 D、二者皆不可 金属材料热处理与加工应用题库及答案 目录 项目一金属材料与热处理 (2) 一、单选（共46 题） (2) 二、判断（共 2 题） (4) 三、填空（共15 题） (4) 四、名词解释（共12 题） (5) 五、简答（共 6 题） (5) 项目二热加工工艺 (7) 一、单选（共32 题） (7) 二、判断（共18 题） (8) 三、填空（共16 题） (9) 四、名词解释（共 5 题） (9) 五、简答（共14 题） (10) 项目三冷加工工艺 (13) 一、填空（共 3 题） (13) 二、简答（共 2 题） (13) 项目一 金属材料与热处理 一、单选（共 46 题） 1?金属a —Fe 属于（A ）晶格。 A.体心立方 B 面心立方 C 密排六方晶格 D 斜排立方晶格 2?铁与碳形成的稳定化合物 Fe 3C 称为：（C ） A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D 珠光体 3.强度和硬度都较高的铁碳合金是 ：（ A )° A.珠光体 B 渗碳体 C 奥氏体 D.铁素体 4.碳在丫一Fe 中的间隙固溶体， 称为：（ B )° A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 4.硬度高而极脆的铁碳合金是： C )。 A.铁素体 B 奥氏体 C 渗碳体 D.珠光体 5.由丫一Fe 转变成a —Fe 是属于：（ D )° A.共析转变 B 共晶转变 C 晶粒变 D.同素异构转变 6.铁素体（F ） 是：（ D ）。 A.纯铁 B 混合物 C 化合物 D.固溶体 7.金属结晶时， 冷却速度越快，其实际结晶温度将：（ B ）。 A. 越高 B 越低 C 越接近理论结晶温度 D 固溶体 8.为细化晶粒， 可采用：（ B 。 A.快速浇注 B 加变质剂 C.以砂型代金属型 D.固溶体 9.晶体中的位错属于：（ C ）。 A.体缺陷 B 面缺陷 C 线缺陷 D.点缺 陷 10. 下列哪种是 高级优质钢：（ C )。 A.10 号钢 B.T 7 C.T 8 A D.30Cr 11. 优质碳素结构钢“ 4 5”，其中钢的平均含碳量为：（ C ）。 A.45% B0.O45 % C0.45 % D4.5 % 12. 优质碳钢的钢号是以（ A ）命名。 A.含碳量 B 硬度 C 抗拉强度 D 屈服极限 13. 优质碳素钢之所以优质，是因为有害成分（ B ）含量少。 A.碳 B.硫 C.硅 D.锰 14. 碳素工具钢的钢号中数字表示钢中平均含碳量的（ C ）。 A.十分数 B.百分数 C.千分数 D.万分数 1 5 .碳钢中含硫量过高时，将容易引起（ B ）。 A.冷脆 B 热脆 C 氢脆 D.兰脆 16.选用钢材应以（ C ）为基础。 A.硬度 B 含碳量 C 综合机械性能 D 价格 17.属于中碳钢的是（B ）° A.20 号钢 B.30号钢 C.60 号钢 D.70 号 钢 18.下列金属中， 焊接性最差的是（ D )。 A. 低碳钢 B 中碳钢 C.高碳钢 D.铸铁金属工艺学全套教案
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